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阻抗分析仪MFIA500k/5MHz(具有MFLI锁相放大器功能)

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Zurich Instruments MFIA 是一款数字阻抗分析仪和精密 LCR 测试仪,在DC至500kHz/5MHz频率范围内树立了新的业内标杆。MFIA 阻抗测试的基本精度可达0.05%,测量范围为1 mΩ 至 1 TΩ,并且具有极高的测量重复性以及低的温漂。通过 LabOne® 用户界面,MFIA 可为阻抗和 LCR 测量提供众多备受期待的创新功能,而无需安装任何软件。

 

MFIA 主要特点

  • DC 至 5 MHz,1 mΩ 至 1TΩ

  • 0.05% 基本精度(速度为 20ms/数据点)

  • LabOne参数扫描仪,可用于扫描信号输出频率、输出偏置电压和输出幅值

  • 用于精确测量的智能补偿和置信度指示器

  • 启动时间仅25秒,重复性高

  • 适用于 C、MATLAB®、LabVIEW®、Python 的 LabOne      API

  • 可选完整的MFLI锁相放大器功能:动态测量,时间常数范围从 336ns到83s


MFIA 应用

  • 生命科学:组织阻抗分析、单细胞阻抗谱(多频)

  • 电化学:电池、燃料电池、刻蚀

  • 电子工程:半导体晶片结构、太阳能电池、LED 和 LCD 测试

  • 材料研究:量子传输、陶瓷/复合材料、纳米结构特性

  • 其他:扫描电容显微镜、食品研究、MEMS 传感器


硬件特点

  • 前面板接口

仪器前面板有 1 个电流信号输入、1 个差分电压输入、1 个差分信号输出、2 个可作为参考输入的辅助输入和 4 个辅助输出。对于抗干扰能力要求高的实验,信号输入和输出既可以选择单端模式,也可以选择差分模式。接地方式可以是仪器接地或信号输入的BNC屏蔽层接地。

  • 后面板接口

后面板提供了更多 BNC 接口,包括 2 个触发输入、2 个触发输出以及 10 MHz 同步时钟的 1 个输入和 1 个输出。以及 1 个可访问所有 DIO 通道的 SCSI 接口。仪器可以使用90 - 240 V 伏交流电源或 12V 的直流电源(例如使用外部电池组),以便切断接地回路。

  • 重复性高,启动迅速

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仪器的温度变化会严重限制启动速度和测量的可重复性。从上面的启动漂移图和页面底部的电抗图中可以看出,MFIA 在这两个方面的表现都非常出色。仪器通电 25s 后即可开始测量。

  • 测试夹具和其他接口

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使用产品随机附带的MFITF 测试夹具可以获得最佳测量结果。设计测试夹具和支架的目的都是使寄生效应和阻尼最小化。同时,该仪器可与其他市售测试夹具和阻抗附件完全兼容。被测对象的更多控制信号及其他仪器的模拟反馈可由辅助输出产生和辅助输入接收。数字通道和触发端口可实现与测试系统中其他设备的同步,满足精密同步的需求。

  • 电压和电流测量

MFIA 支持电压测量和电流测量。模拟前端拥有可变输入阻抗和交流/直流耦合选择,以及高频过采样技术,来确保优越的锁相性能和波形的高保真度。


LabOne 软件

MFIA 配有 LabOne 仪器控制软件,并运行嵌入式数据和网络服务器,可在任何网络浏览器上运行图形化操作界面。只需通过以太网将 MFIA 添加到您的本地网络或直接通过 USB 连接,将仪器地址输入您的网络浏览器,即可访问 LabOne。只需点击一下鼠标,即可将每个工具的数据存储为矢量图或纯数据文件。支持在其他软件中执行进一步分析,可导出如 ZView®、MATLAB® 和自定义 CSV格式的文件。原始数据也可在时域或频域上使用基本光标和统计功能进行分析。

  • 参数扫描仪

用户能够自由调整参数扫描仪的扫描步长,支持线性或对数方式,在指定范围内进行扫描,以实现自动化测量。而且可以对频率、偏置电压或测试信号幅值进行自动化扫描。各种应用模式可帮助用户以最佳设置进行测量,并在最短的测量时间内获得最精确的结果,而无需进行繁琐的手动调整。

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上面的例子的两张图是1GΩ 电阻器从 100 Hz到5 MHz 扫频结果。上面那张图显示阻抗的绝对值 |Z| 和电阻 Rp的关系。下面那张图显示,在整个扫描范围内杂散电容 Cp 的测量值保持恒定为约 30fF。同时,也可以选择显示其他参数。

  • 数字窗口

数字显示工具可自定义显示测量值和参数类型,可自行选择相关显示参数。可以同时查看阻抗值、此时的电压和电流,以及该模式下的参数(L、C、R 等)。

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  • 绘图仪和软件触发

绘图仪和软件触发用于分析时域测量数据和模型参数。绘图仪可以连续显示多个数据流。对于 10s 的窗口长度,时间分辨率可达 10μs。基于多种不同的内部和外部触发条件,软件触发可实现并显示单次触发。

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LabOne 绘图仪可以连续显示阻抗数据。上图显示了 100mΩ 电阻在 20 分钟内的数据。直方图显示的标准偏差仅为 6μΩ。

  • 置信度指示器

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软件向用户提供测量数据之前都会估算置信度。一旦测量受到干扰,譬如抑制、增益误差、补偿误差等因素的影响,将出现警告提示,并且告知用户数据可能不准确。根据警告的类型,可给出建议以改善结果

  • 智能补偿

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为了提高测量精度,需要补偿由测试夹具或仪器与被测对象之间的连接电缆导致的寄生效应。LabOne 智能补偿功能为用户提供逐步指导和有效的工作流程,以实现最佳测量效果。除了短路开路 (SO) 和短路开路负载 (SOL) 补偿之外,还可提供各种其他补偿方案。在数据被采纳以校正测量误差之前,每个补偿步骤都会被验证,并且为用户提供反馈。


MFIA 和 MF-IA产品特点

  • 精度和测量范围

下面的电抗图显示了仪器在特定频率和阻抗范围的测量精度。白色区域显示了1 mHz-500 kHz,1 Ω-1 MΩ 范围内的精度为 0.05%(高频时精度有所变化)。当测量范围为 10 mΩ 和 1 GΩ,精度为 0.1% 和 1%。上述范围之外,也可进行重复测量,只是精度可能会在 1%左右。在测试频率接近工频时,低频高阻抗测试是非常难的。充分采样、梳妆滤波器以及直流供电(用电池时)都将确保您得到最精确的结果。

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MFIA 技术规格

常规
尺寸28.3 x 23.2 x 10.2 cm; 11.1 x 9.2 x 4 "
重量3.8 kg; 8.4 lbs
电源AC: 100 - 240 V; DC: 12 V, 2 A
接口USB 2.0, LAN 1GbE


基本规格
频率范围DC - 5 MHz
频率分辨率1 μHz
基本精度0.05% (1 mHz - 500 kHz)
基本温度稳定性200 ppm/K
测试信号电平0 V - 2.1 Vrms;
解调器带宽276 μHz - 206 kHz
DC 偏置信号电平2T: ±10 V, 4T: ±3 V
补偿SO, SOL, LLL, SL, L, OL


测量参数、范围和典型精度
阻抗 Z1 mΩ - 1 TΩ, 0.05%
导纳 Y1 pS - 1 kS, 0.05%
电压 V0 V - 3 V, 1%
电流 I0 mA - 10 mA, 2%
相位 ΘZ、 ΘY、 ΘV、 ΘI±180°, 10 μ°分辨率
电阻 RS、 RP1 mΩ - 1 TΩ,最大(10 μΩ,0.05%)1
电容 CS、 CP10 fF - 1 F,最大(10 fF,0.05%)1
电感 LS、 LP100 nH - 1 H,最大(10 nH,0.05%)1
DC 电阻 RDC1 mΩ - 10 GΩ,2%
电抗 X1 mΩ - 1 TΩ, 0.05%
电导 G,电纳 B1 nS - 1 kS,最大(100 nS,0.05%)
损耗系数 D10-4 - 10'000
Q 因子10-4 - 10'000


LabOne 参数扫描仪
扫描参数频率、测试信号幅值、偏置电压等
扫描点2 - 100'000
扫描分辨率任意,起始值、停止值和扫描点数确定
显示参数ZX、ZY、Z、ZΘ、VX、VY、VR、VΘ、IX、IY、IR、IΘ、模型参数 1/2、频率、辅助输入
显示选项单图、双图(如波特图)、多轨迹图
应用模式阻抗、频率响应分析仪、3-omega 等
扫描模式顺序、二进制、双向、反向
扫描步进模式线性、对数
扫描速度20 ms/pt, f > 10 kHz


其他菜单和特点
LabOne 工具集数字视图、频谱分析仪、绘图仪、软件触发、示波器
APIsC、MATLAB、LabVIEW、Python
模式2-端子、4-端子
置信度指示器抑制、补偿、满溢、下溢
输入范围控制自动、阻抗、手动
测试信号幅值自动、手动
带宽控制自动、手动
等效电路模型Rp||Cp、Rs+Cs、Rs+Ls、G-B, D-Cs、Q-Cs、D-Ls、Q-Ls
DCR 测量
测试夹具兼容性

1 精度是在电路表征主要值下测得的。


MFIA阻抗分析仪产品介绍

MFIA阻抗分析仪使用手册

MFIA阻抗分析仪操作软件LabOne18.05下载

阻抗测量手册--Keysight出版(第6版)



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